ILLUSTRASJON: THOMAS JOHANSON/A-MAGASINET Da Jorden var en snøball NORGES VOLDSOMME FORTID Del 1:3 Ved ekvator var det like kaldt som på Sydpolen i dag. Bli med forskerne mer enn 630 millioner år tilbake i tid. GEOVITEN Under den ekstreme istiden kalt «Snøballjorden» ble livet på kloden nesten totalt utslettet. 30 76 TEKST: Reidar Müller A-MAGASINET 23. SEPTEMBER 2011 J ohan Petter Nystuen legger seg langflat på en stein i et blomsterbed midt i et boligområde i Moelv. Mjøsa blinker i det fjerne. Et eldre ektepar kommer ut. De aner ikke hvilken katastrofal klimahendelse de vakre stemorsblomstene deres skjuler. – Vet dere hva denne steinen forteller? spør professoren fra Universitetet i Oslo, og peker mot blomsterbedet. – Nei, stusser de. – Men den er visst vernet …, fortsetter kona. – Ja, den bergarten som dere har anlagt blomsterbedet på, er rundt 630 millioner år gammel. Da den ble avsatt, var det så kaldt at hele Jorden kan ha vært dekket av isbreer, med andre ord en snøballjord, forteller Nystuen. Våre mest «kjente» istider har formet landet de siste 2,8 millioner årene. Det skal ha vært minst 20 av dem. Isbreene gravde ut fjordene. Morener avsatt under istidene demmer opp mange innsjøer, som Randsfjorden og Vansjø, og danner vakre øyer langs kysten, som Jomfruland. Isbreene dekket hele Nord-Europa og strakte seg ned til midtre deler av Tyskland. Men Jorden har vært hjemsøkt av flere istider i løpet av sine 4,6 milli- arder innholdsrike år. Den mest ekst reme har fått navnet «Snøballjorden». Da, i slutten av urtiden, kan hele Jorden ha vært dekket av et minst 1000 31 meter tykt isdekke. Med et slikt klima 76 ville det vært mulig å gå på ski fra pol til pol. Et klimatisk helvete der gjennomsnittstemperaturen krøp ned til –50 grader, og som nesten utslettet det spede livet som eksisterte den gangen. JORDEN BLIR EN SNØBALL. Solen varmer. I Moelv strekker grønne, blomstrende enger seg. På en dag som denne er det vanskelig å fatte hvordan tykk is en gang har dekket hele landet, og kanskje resten av kloden. Men i vår tid med frykt for global oppvarming: Hvordan kunne det totalt motsatte skje, at Jorden ble frosset ned? – En hovedteori er at kontinentalplatene på Jorden i stor grad var samlet omkring ekvator. I tillegg var innstrålingen fra den noe yngre solen 6 prosent lavere enn i dag, forteller Nystuen. Intense og langvarige regnskyll førte til en kraftig forvitring som bandt opp store mengder CO2 fra atmosfæren. Lavere CO2-nivåer førte til et fall A-MAGASINET 23. SEPTEMBER 2011 FOTO: Reidar Müller ILLUSTRASJON: CELESTIAMOTHERLODE.COM/NEETHIS fra urtiden: Steinen professor Johan Petter Nystuen studerer, er en istidsavsetning som er 630 millioner år gammel. i temperaturen på kloden, og isen ved polene begynte å vokse. Så skjer noe katastrofalt som ikke har skjedd siden: Jordens albedo løper løpsk. Jordens albedo uttrykker hvor mye stråling fra solen som reflekteres tilbake til verdensrommet. Snø og is øker tilbakestrålingen og fører til at temperaturen på Jorden synker. Så til kjernen: Enkelte klimamodeller viser at dersom isen dekker rundt halvparten av Jorden, kan tilbakestrålingen akselerere. – Med andre ord blir det en spiral der økt isdekke fører til mer tilbakestråling og lavere temperatur og så videre – helt til kloden er fullstendig dekket av is. Det kan ha skjedd raskt i løpet av noen århundrer, forteller Nystuen. – Men jeg skulle gjerne vært flue på veggen da dette skjedde! Usikkerhetsfaktorene er mange så langt tilbake i tid. Jorden opplevde minst tre ekstreme istider i slutten av urtiden: For omkring 716 og 635 millioner år siden, og for 580 millioner år siden. Alle varte i minst 10 millioner år. For- Johan Petter Nystuen, professor 32 76 PROTEROZOIKUM 2500 MILLIONER ÅR SIDEN A-MAGASINET 23. SEPTEMBER 2011 1700 1000 542 510 440 410 360 OMDISKUTERT TEORI. På et nes ut i havet på Varangerhalvøya i Finnmark har Harald Walderhaug, professor ved Universitetet i Bergen, tilbrakt en del av sommeren med en av sine hovedfagsstudenter. Møysommelig har de boret og tatt prøver av eldgamle istidsavsetninger. Her finnes også sporene etter Snøballjorden, slik som i Moelv. – Vi skal finne ut hvor Norge lå på 290 251 210 145 TERTIÆR N Y T I D E N (kenozoikum) KRITT JURA PERM TRIAS M I D D E LT I D E N (mesozoikum) KARBON (paleozoikum) DEVON SILUR ORDOVICIUM KAMBRIUM OLDTIDEN SEN MIDTRE TIDLIG ARKEIKUM U R T I D E N (prekambrium) steinede morener fra dem er funnet flere steder på kloden, blant annet i Namibia, Australia og i Death Valley i USA. I Norge finnes spor etter de to siste. Livet var ennå i sin spede start under disse voldsomme istidene. Mer avanserte livsformer utviklet seg først noen titalls millioner år senere, under den såkalte kambriske eksplosjon. Selv om istidene førte til at veldig 33 mye liv døde ut, spekulerer enkelte 76 forskere på om Snøballjorden bidro til fremveksten av liv på kloden. Én teori er at isen dumpet enorme mengder av næringsstoffer ut i havet, og på den måten satte fart i evolusjonen. 65 KVARTÆR Jeg skulle gjerne vært flue på veggen da Jorden ble dekket med is. 2 PERIODER MED SNØBALLJORD A-MAGASINET 23. SEPTEMBER 2011 SNØBALLJORDEN Økt is ved polene 34 76 Vulkansk aktivitet . Tilbakestrålingen av 2 sollys øker og temperaturen synker. Jordens albedo «løper løpsk» og fører til en «snøballjord». kloden under denne istiden. Dersom Norge befant seg omkring ekvator, er det enda et bevis for at isen var global, sier Walderhaug. – Snøballteoretikerne lener seg i dag blant annet på funn fra ørkenen sør i Australia. Her er 635 millioner år gamle istidsavsetninger funnet. Da de ble dannet, lå Australia ved ekvator. Ergo: Isen må ha nådd helt ned til ekvator. Men det er et møysommelig puslespill. Forskerne må skru tiden tilbake, og finne ut hvor kontinentene faktisk lå mot slutten av urtiden. Dette kan de gjøre fordi den tidligere retningen til Jordens magnetfelt er bevart i bergartene. Walderhaug kan derfor teoretisk rekonstruere hvor Norge har ligget under istiden. – De første resultatene tyder på at dette området lå omkring 30 grader sør for ekvator i denne perioden, forteller han. Det tilsvarer samme breddegrad som Sør-Afrika ligger på i dag. – Antagelig var dette minst en superistid. Dataene fra Norge kan imidlertid ikke bevise at isen dekket hele jordkloden, slår han fast, og er inne på en av hovedutfordringene for teorien. Det er bred enighet om at istidene var ekstreme. Men hvor ekstreme? Var det virkelig slik at hele kloden var isdekket? En rekke forskere hevder at det var åpent hav enkelte steder. Riktignok dekket av en issørpe. A-MAGASINET 23. SEPTEMBER 2011 Kilde: PEARSON EDUCATION . Kontinentene er samlet omkring 1 ekvator. Kraftig forvitring av berggrunnen binder opp store mengder CO2 fra atmosfæren. En kuldeperiode setter inn og isen øker ved polene. Vi må forstå fortidens klima for å kunne forutsi fremtidens. Johan Petter Nystuen NESTE UKE: Da Norges fjell var 10 000 meter høye. . CO2 fra vulkaner 3 samler seg i atmosfæren. . Økte CO2-nivåer 4 fører til en kraftig drivhuseffekt. Snøballjorden tiner på kort tid, og klimaet på Jorden blir varmt og fuktig. Jordkloden kan dermed ha vært mer en «slushball» enn en snøball. Flere bevis for at isbreer faktisk strakte seg ned til havnivå ved ekvator, er derfor nødvendig. Forskerne er heller ikke enige om hvor mange istider det var, når de var, og hvor lenge de varte. Her er bedre dateringer viktig, noe som er svært krevende så langt tilbake i tid. EKSTREM TINING. – Se her! En kalksteinsklast, sier Nystuen og peker på et hvitt fragment i en steinblokk med avsetninger fra istiden i en mur i Moelv. Bergarten foran oss, denne tillitten, eller forsteinede morenen, ser ut som den er skjøvet kaotisk sammen av en bulldoser. En bulldoser som i dette tilfellet har vært isen. – Hva betyr det? – At kalksteinen er dannet i et varmt klima som stammer fra et lag rett under avsetningene fra isen. Andre steder i verden finnes disse tegnene på varmt klima også rett over lagene med forsteinet morene. Klimaet på Jorden må ha gått fra ytterpunkt til ytterpunkt, forteller professoren. Men hvordan var dette mulig? På snøballjorden var vulkanene aktive. De spydde ut CO2 i atmosfæren. Siden Jorden var dekket av is og snø, kunne ikke CO2 forbrukes ved forvitring av berggrunnen. Livet på Jorden var også sparsomt, så CO2 ble heller ikke . En ny syklus starter, 5 og CO2-nivået synker på kloden. Isen brer seg fra polene. nyttet ved fotosyntese. CO2-nivået bygde seg dermed uforstyrret opp i atmosfæren over flere millioner år. Et nivå flere hundre ganger høyere enn i dag førte til slutt til at temperaturen begynte å stige. – En rask og katastrofal nedsmelting fulgte, og gjorde slutt på den ekstreme istiden. Fra å være som en snøball ble Jorden en varm og fuktig planet på svært kort tid, sier Nystuen, og legger til: – I lys av dagens klimadebatt kan vi merke oss at CO2-nivået den gangen var mange ganger høyere enn i dag, men Jorden kokte ikke! På tross av et meget høyt CO2-innhold i atmosfæren ble jordkloden rammet av svært alvorlige nedisninger, enten isen nå dekket hele Jorden eller ikke. Han mener det er viktig å se klimaendringene i et lengre perspektiv. – I en slik sammenheng er det viktig å forstå alle faktorer som virker inn på temperaturen, ikke bare mengden av CO2 i atmosfæren. Jordens klimahistorie er derfor viktig for å forstå de ulike faktorene som påvirker klimaet. Derfor er forsteinede morener på Hedemarken og i Finnmark som er mer enn en halv milliard år gamle, viktige for klimaforskningen. Hvis vi ikke kan forstå fortidens klima, vil vi heller ikke kunne forutsi fremtidens, sier Johan Petter Nystuen. [email protected]